你是否想象过，当一颗恒星死亡时，它的行星会发生什么？它们会被毁灭吗？它们会留下什么痕迹？天文学家正在寻找死星的尸体中的死亡行星的骨骼——他们可能刚刚找到了一些令人惊讶的证据。
在《自然天文学》杂志上的一篇论文中，一个研究团队描述了他们如何利用盖亚空间卫星的数据，窥探四颗白矮星的大气层——这些白矮星是曾经巨大的恒星在燃尽所有燃料后，萎缩成的结晶的干枯的外壳。在这些恒星周围的氢和氦的热汤中，研究团队发现了锂、钠和钾的清晰痕迹——这些金属在行星壳中很丰富——而且它们的比例正是他们预期在岩石行星内部找到的比例。
“将所有这些元素与太阳系中不同类型的行星物质进行比较，我们发现它们的组成与除了一种物质之外的所有物质都明显不同：大陆地壳，”研究的主要作者，英国华威大学的天体物理学家马克·霍兰兹在一封电子邮件中说。
根据霍兰兹和他的同事们的说法，这些地壳金属的存在表明，他们分析的每一颗老旧的暗淡的恒星，可能曾经位于一个与我们的太阳系不太不同的太阳系的中心；然后，在它们垂死的时代，这些恒星将它们的太阳系撕成碎片，吞噬残骸。
当恒星死亡时，在数十亿年的时间里，质量在太阳的十分之一到八倍之间的恒星会燃尽它们的核燃料。当这种情况发生时，这些老旧的恒星会脱去它们火热的外层，萎缩成一个热、白、紧凑的核心，将半个太阳的质量压缩成一个不比地球更宽的球体——一颗白矮星。
这些炽热的能量球有着极强的引力，而且非常热和明亮——起初是这样。但是白矮星越老，就越冷和暗淡，它的大气层中就会出现更多的光波长。通过研究这些光波长，科学家可以计算出恒星大气层的元素组成。
研究人员说，大多数白矮星的大气层都是由氢或氦主导的，但是如果死亡的恒星的强大的引力吸引了周围空间的物质，它们就可能被其他元素“污染”。例如，如果一颗白矮星碰巧吸入了一个破碎的行星的碎片，那么“被摧毁的物体中的任何元素都可以释放出自己的光，给天文学家提供一个潜在的光谱指纹，”霍兰兹说。
在他们的新论文中，霍兰兹和他的同事们以地球 130 光年内的四颗老旧的白矮星为目标，看看它们的大气层是否有行星残骸的证据。每颗死亡的恒星都在 50 亿到 100 亿年之间，而且足够冷，让天文学家能够探测到由金属元素发出的光波长，从它们暗淡的大气层中射出。
在所有四颗老旧的恒星中，研究人员都发现了一种与行星碎片的组成非常接近的锂和其他金属的组合。其中一颗恒星，他们捕捉到了一个非常清晰的视角，它的大气层中含有的金属“与地球的大陆地壳几乎完美地匹配，”霍兰兹说。
对于研究人员来说，只有一个合乎逻辑的解释：这些老旧的白矮星仍然保留着它们曾经照耀过的行星的灼热的残骸。要想进入白矮星的大气层，这些行星残骸必须在数百万年前被恒星的强大的引力拉进来，当恒星结束了它作为红巨星的时期，并将它的外层气体喷射到空间中时，霍兰兹说。
靠近恒星的任何行星都会在红巨星阶段被摧毁（就像水星、金星和可能的地球会在我们的太阳垂死之日被吞噬一样），但是任何活得足够久，能看到它们的太阳变成白矮星的行星，也会看到它们的太阳系的引力变得混乱。
“在红巨星阶段结束，太阳变成白矮星后，行星的轨道会变得更加混乱，因为白矮星太阳只有它原来质量的一半，而行星现在更远了，”霍兰兹说。
他补充说，这种引力的干扰增加了行星碰撞的风险，这可能会使太阳系充满死亡世界的破碎的岩石残骸。更大的，外太阳系的行星（例如木星）可能会施加它们自己强大的引力，将这些残骸从轨道上抛出；其中一些可能会靠近白矮星太阳，被吸进去并合并。
虽然霍兰兹和他的同事们研究的四颗白矮星周围似乎发生了类似的事情，但是地球是否会遇到类似的命运，谁也不知道。根据研究的合著者，也是华威大学的教授，鲍里斯·盖斯特（Boris Gaensicke）的说法，地球的命运取决于太阳系的稳定性，以及太阳变成白矮星后，行星的轨道是否会发生变化。他说：“如果太阳系的行星能够保持稳定，那么地球就不会被白矮星太阳吞噬，而是继续围绕它旋转，直到宇宙的尽头。但是，如果行星的轨道发生扰动，那么地球就有可能被抛向白矮星太阳，或者被其他行星撞碎。”
目前，科学家还不清楚太阳系的行星在太阳死亡后的运动情况，因为这需要对行星系统的演化进行复杂的数值模拟。盖斯特说：“我们需要更多的观测数据，来确定白矮星周围的行星残骸的组成和分布，以及它们与白矮星的相互作用。这样，我们才能更好地理解太阳系的未来，以及其他类似的行星系统的演化历史。”
白矮星是恒星演化的最终阶段，它们是由质量不足以变成中子星或黑洞的恒星留下的核心。白矮星的质量与太阳相当，但是体积只有地球的一半左右，因此密度极高。白矮星没有核聚变，它们的亮度只是由残存的热能维持。随着时间的推移，白矮星会逐渐冷却，最终变成黑暗的黑矮星。
白矮星的研究可以帮助我们了解恒星的生命周期，以及宇宙中的元素形成。白矮星的大气层可以反映它们的化学成分，以及它们是否吸收了周围的物质，例如行星残骸。通过分析白矮星的光谱，科学家可以测量它们的温度、质量、年龄和距离。
白矮星也可能与一些天文现象有关，例如超新星爆发、引力透镜和引力波。如果两颗白矮星相互靠近，它们就可能发生碰撞或合并，从而产生巨大的能量释放。这种事件可以导致一种特殊类型的超新星，称为Ia型超新星，它们是宇宙中最亮的恒星爆发，也是测量宇宙膨胀的重要工具。另一种可能的结果是，两颗白矮星合并成一颗更大的白矮星，或者形成一颗中子星或黑洞。这种过程会产生引力波，即时空的涟漪，它们可以被特殊的探测器捕捉到。
白矮星的观测需要使用不同波长的望远镜，例如可见光、紫外线、X射线和无线电波。不同波长的光可以揭示白矮星的不同特征，例如温度、磁场和周围环境。目前，有许多望远镜可以用来观测白矮星，例如哈勃太空望远镜、钱德拉X射线天文台、盖亚空间卫星、詹姆斯·韦伯太空望远镜和大型望远镜阵列。返回搜狐，查看更多